[实用新型]一种内置式索力传感器

说明书

本实用新型是一种内置式索力传感器，可在缆索制造生产过程中将传感器安装与缆索索体，不影响拉索自身外观和体积，可用于缆索索力测量，涉及到索力测量、结构安全监测领域。将同轴电缆设置于缆索索体内部，同轴电缆与缆索的锚头固定连接，缆索内置有单总线存储器。本实用新型为了提高索力传感器敏感元件的可靠性，避免光纤光栅式传感器防护性能低的缺点，本装置采用同轴电缆作为敏感部件。其结构简单、稳定性高、抗干扰能力强的优点。

技术领域

本实用新型是一种内置式索力传感器，可在缆索制造生产过程中将传感器安装与缆索索体，不影响拉索自身外观和体积，可用于缆索索力测量，涉及到索力测量、结构安全监测领域。

背景技术

索力的变化是衡量钢缆索结构是否处于正常营运状态的重要标志。钢缆索是一种内部高次超静定结构，通过调整拉索的索力可以使钢缆索的线形和内力达到理想状态。但是，如果实际索力偏离了设计索力，这种偏离不仅会使钢缆索之间产生偏载（偏载是导致钢缆索断裂的主要原因之一），也会使索塔和主梁产生弯矩。通过对钢缆索索力的在线监测，不仅获得钢缆索索力的动态变化趋势，为总体上评价钢缆索的技术状况提供依据，同时也能在一定程度上发现拉索的锚固系统、防护系统是否完好，钢索是否发生锈蚀等，为钢缆索的及时维护提供客观依据。

传统索力测量的方法主要有承压式压力传感器，即锚索计、压力环类传感器，由于采用直接承压式测量，传感器的体积较大，安装难度较大。同时由于此类传感器与索体属于两种结构，在实际设计应用时往往造成安装尺寸的兼容性问题，存在一定的不足。

近年来，各科研院校、单位设计出一种内置式光纤光栅传感器，即将光纤光栅传感器熔接于索体内部，当索力发生变化时，光纤光栅内部应力发生变化，对反射光波长产生相移，采集装置通过测量发射波长的变化得到索力值。但该产品实际应用效果不佳，主要原因是缆索在生产、运输、吊装过程中环节极易造成光纤光栅传感器的损坏，且由于是内置式，损坏后无法修复，因此实际推广应用还存在一定的难度。

传统索力测量方法或产品在一段时间内，有一定的应用，例如锚索计和压力环传感器测量索力，但其安装难度、体积等问题影响一定的推广应用光纤光栅式传感器由于其自身防护性能低，极易受到外力的破坏，因此光纤光栅式传感器实际的存活率低，难以推广应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：1）解决现有内置式光纤光栅类传感器自身稳定性可靠性的问题。2）传感器采用内置式，不影响索体自身结构和尺寸。

本实用新型为了提高索力传感器敏感元件的可靠性，避免光纤光栅式传感器防护性能低的缺点，本装置采用同轴电缆作为敏感部件。其结构简单、稳定性高、抗干扰能力强的优点。

为解决上述技术问题，本设计采用的以下技术方案。

一种内置式索力传感器，将同轴电缆设置于缆索索体内部，同轴电缆与缆索的锚头固定连接，缆索内置有单总线存储器。

进一步的，单总线存储器的型号为DS2431，其内部存储空间1Kbit。

进一步的，所述同轴电缆与缆索的锚为整体结构，并为同一根电缆嵌与缆索索体内部。

本实用新型设计内部主要由同轴电缆、同轴电缆转接头组成，其整体结构为一根同轴电缆，嵌与索体内部，通过转接头进行测量，内置于索体防护层内部。当缆索受力时带动同轴电缆受力，由于应力作用，影响同轴电缆的阻抗特性，电缆传输的发射信号随阻抗特性而发生变化，通过对反射信号采集从而得到实际索体的应力。

本实用新型的有益效果：

综上所述，在生产缆索时，可将本装置安装与缆索索体，不影响缆索原有体积大小。通过内置于缆索索体，测量钢丝与缆索采用刚性连接，通过测量钢丝的应变值得到索力值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。